JP2008108737A - アクティブマトリクス基板、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アクティブ素子を有する基体上に、絶縁性材料からなる隔壁150により隔てられた複数の画素電極141と、画素電極141上に配置された発光層140Bを含む積層体と、積層体上に配置された対向電極154と、を備えた電気光学装置である。隔壁150上には、画素電極141とは絶縁された導電部151が配置されている。この導電部151は対向電極154と接続されている。
【選択図】図5
Description
すなわち、大型化した場合には、各配線、例えば走査線や信号線などの抵抗を下げるため配線幅を広げる必要があるが、そのようにすると開口率がより低くなってしまい、所望する良好な画質が得られにくくなってしまうからである。
しかしながら、透明な導電材料で、かつ実用に耐えられものとしては、十分に低抵抗な材料がなく、したがって基板と反対の側に光を出射させるタイプの電気光学装置においても、その大画面化、さらにはその高精細化が困難であるといった課題がある。
このようにすれば、アクティブマトリクス基板の薄厚化、小型化が可能になる。
このようにすれば、各画素に対してほぼ均等に影響するように、対向電極を低抵抗化することができることから、画素間で均一な表示を行わせ、これにより面内均一性を確保するのに有利となる。
このようにすれば、例えばインクジェット法によって導電材料を前記凹部内に吐出し塗布した場合に、導電材料が隔壁上面から流れ落ちて、画素電極と導通してしまうといった不都合を防止することができる。
本発明の他のアクティブマトリクス基板はアクティブ素子の上方に平坦化膜が形成され、前記平坦化膜上に複数の画素電極が配置されていることを特徴とする。
このアクティブマトリクス基板において、前記複数の画素電極は、絶縁性材料からなる隔壁により隔てられてもよい。さらに、前記隔壁上に導電材料が配置されていてもよい。このアクティブマトリクス基板上に電気光学素子として、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子を配置し、電気光学装置とすることもできる。この電気光学装置は画素電極が平坦化膜が設けられているので、有機エレクトロルミネッセンス素子から発した光が散乱など散逸することなく取り出すことができる。特にアクティブマトリクス基板と反対側に光を取り出す場合には特に効果がある。
このようにすれば、装置の薄厚化、小型化が可能になる。
このようにすれば、各画素に対してほぼ均等に影響するように、対向電極を低抵抗化することができることから、画素間で均一な表示を行わせ、これにより面内均一性を確保するのに有利となる。
このようにすれば、電気光学装置が有機エレクトロルミネッセンス素子からなるものとなる。
このようにすれば、導電部による対向電極の実質的な抵抗低下の度合いを高めることができる。
このようにすれば、例えばインクジェット法によって導電材料を前記凹部内に吐出し塗布した場合に、導電材料が隔壁上面から流れ落ちて、配置される画素電極と導通してしまうといった不都合を防止することができる。
このようにすれば、正孔注入層又は正孔輸送層によって発光層の発光能が高くなり、より良好な発光特性が得られる。
このようにすれば、基体と反対の側から光が出射することにより、基体として透明でないものを用いることができる。
このようにすれば、アクティブ素子に影響されることなく画素電極を形成することが可能になり、特に平坦化膜上に画素電極が配置されている場合、デザインルールの限界まで画素電極を大きくすることが可能になる。
このようにすれば、基体側から光が出射することにより、対向電極として透明でないものを用いることができる。
インクジェット法の代わりにスピンコート法やディップコート法、あるいは蒸着法なども使用することもできる。
このようにすれば、導電材料が隔壁上面から流れ落ちて、画素電極と導通してしまうといった不都合を防止することができる。
インクジェット法の代わりにスピンコート法やディップコート法、あるいは蒸着法なども使用することもできる。
このようにすれば、隔壁上への導電部の形成を比較的容易に行うことができる。
このようにすれば、例えばフォトリソグラフィー工程によってパターニングを行う場合に、このフォトリソグラフィー工程を隔壁形成と導電部の形成とでそれぞれに行うことなく、1度ですませることができ、したがって工程の簡略化を図ることができる。
このようにすれば、隔壁により区画された領域に正孔注入層又は正孔輸送層の材料を選択的に吐出し塗布することができる。また、このようにして正孔注入層又は正孔輸送層を形成することにより、発光層の発光能を高くすることができ、したがってより良好な発光特性を得ることができる。
この電子機器によれば、隔壁上に導電部が形成されていることにより、実質的な対向電極の抵抗が低下した電気光学装置を用いたものであるから、配線末端までの電流の均一化が可能となっていることにより、その大型化(大画面化)、高精細化が可能となる。
このようにすれば、隔壁上に形成した導電部での反射に起因する表示性能の低下を防止することができる。
まず、本発明の電気光学装置について、その概略構成を説明する。
図1、図2は本発明のアクティブマトリクス基板およびこれを用いた電気光学装置を、アクティブマトリクス型のディスプレイに適用した場合の一例を示すもので、これらの図において符号1はディスプレイである。
一方、走査線131に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路4が設けられている。また、画素領域1Aの各々には、走査線131を介して走査信号がゲート電極に供給される第1の薄膜トランジスタ142と、この第1の薄膜トランジスタ142を介して信号線132から供給される画像信号を保持する保持容量capと、保持容量capによって保持された画像信号がゲート電極に供給される第2の薄膜トランジスタ143と、この第2の薄膜トランジスタ143を介して共通給電線133に電気的に接続したときに共通給電線133から駆動電流が流れ込む画素電極141と、この画素電極141と反射電極154との間に挟み込まれる発光部140と、が設けられている。
まず、基板を用意する。ここで、本発明のディスプレイ1は、後述する発光層による発光光を、基板(TFT基板)と反対の側、すなわち対向電極側から取り出すタイプに構成されるものであり、したがって発光光を基板側から取り出す場合と異なり、基板材料として透明ないし半透明なものを用いる必要がない。ただし、透明材料であっても、例えば安価なソーダガラスなどを用いてもよい。その場合に、これにシリカコートを施すのが、酸アルカリに弱いソーダガラスを保護する効果を有し、さらに基板の平坦性をよくする効果も有するため好ましい。
また、基板として不透明なものを用いる場合、アルミナ等のセラミックスや、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。
次いで、この状態で高濃度のリンイオンを打ち込み、半導体膜210に、ゲート電極143Aに対して自己整合的にソース・ドレイン領域143a、143bを形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域143cとなる。
次いで、図3(e)に示すように、層間絶縁膜230上に、信号線132、共通給電線133及び走査線(図3に示さず)を形成する。ここで、中継電極238と各配線とは、同一工程で形成されていてもよい。
ここで、画素電極141の表面側にITOからなる透明電極141aを用いているのは、これの上に形成される正孔注入層または正孔輸送層に対して、ITOは十分に正孔を供給できるエネルギー準位にある材料となっているからである。また、信号線132及び共通給電線133、さらには走査線(図示せず)に挟まれた部分が、後述するように正孔注入層(又は正孔輸送層)や発光層の形成場所となっている。
ここで、インクジェットヘッド10は、図6(a)に示すように例えばステンレス製のノズルプレート12と振動板13とを備え、両者を仕切部材(リザーバプレート)14を介して接合したものである。ノズルプレート12と振動板13との間には、仕切部材14によって複数の空間15と液溜まり16とが形成されている。各空間15と液溜まり16の内部はインクで満たされており、各空間15と液溜まり16とは供給口17を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート12には、空間15からインクを噴射するためのノズル孔18が一列に配列された状態で複数形成されている。一方、振動板13には、液溜まり16にインクを供給するための孔19が形成されている。
なお、インクジェットヘッド10のインクジェット方式としては、前記の圧電素子20を用いたピエゾジェットタイプ以外の、公知の方式のものを採用してもよい。
正孔注入層の形成材料としては、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、1,1−ビス−(4−N,N−ジトリルアミノフェニル)シクロヘキサン、トリス(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム等が挙げられる。なお、正孔注入層に代えて正孔輸送層を形成するようにしてもよく、その場合に、正孔輸送層の形成材料としては、例えばピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等が用いられる。また、これら正孔注入層あるいは正孔輸送層の形成材料として、ポリエチレンジオキシチオフェン、またはポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物等の高分子系材料も使用可能である。
このようにしてインクジェットヘッド10を用いて形成材料11Aを塗布すると、液状の形成材料114Aは流動性が高いため、水平方向に広がろうとするものの、塗布された位置を囲んで隔壁150が形成されていることにより、隔壁150を越えてその外側に広がることが防止される。
次いで、正孔注入層(又は正孔輸送層)140Aの形成の場合と同様にして、インクジェットヘッド10よりインクとして発光層の形成材料(発光材料)を前記隔壁150内の正孔注入層(又は正孔輸送層)140A上に選択的に塗布する。
共役系高分子有機化合物の前駆体は、蛍光色素等とともにインクジェットヘッド10から吐出されて薄膜に成形された後、例えば以下の式(I)に示すように加熱硬化されることによって共役系高分子有機EL層となる発光層を生成し得るものをいい、例えば前駆体のスルホニウム塩の場合、加熱処理されることによりスルホニウム基が脱離し、共役系高分子有機化合物となるもの等である。
ηE=放出されるフォトンのエネルギー/入力電気エネルギー
そして、蛍光色素のドープによる光吸収極大波長の変換によって、例えば赤、青、緑の3原色を発光させることができ、その結果フルカラー表示体を得ることが可能となる。
さらに蛍光色素をドーピングすることにより、EL素子の発光効率を大幅に向上させることができる。
以上の蛍光色素については、各色ともに1種のみを用いてもよく、また2種以上を混合して用いてもよい。
なお、その他の添加剤、被膜安定化材料を添加してもよく、例えば、安定剤、粘度調整剤、老化防止剤、pH調整剤、防腐剤、樹脂エマルジョン、レベリング剤等を用いることができる。
ここで、形成材料の吐出による発光層の形成は、赤色の発色光を発光する発光層の形成材料、緑色の発色光を発光する発光層の形成材料、青色の発色光を発光する発光層の形成材料を、それぞれ対応する画素1Aに吐出し塗布することによって行う。なお、各色に対応する画素1Aは、これらが規則的な配置となるように予め決められている。
なお、本例では積層体となる発光部140を、正孔注入層140A(あるいは正孔輸送層)と発光層140Bとから形成したが、さらに発光層140B上に電子輸送層を形成し、三層構造としてもよい。
そして、さらにこの対向電極154上を公知の封止材料によって封止することにより、本発明の電気光学装置の一実施形態例となるディスプレイを得る。
また、前記画素電極141を、ITOからなる透明電極141aとこれの基板(TFT基板)121側に形成した反射電極141bとから構成しているので、反射電極141bによって発光層140Bからの光を反射することにより、基板121と反対側に出射する光の量を増大させることができる。また、反射電極141bを金属で形成することにより、透明電極141aが比較的高抵抗であるITOによって形成されているにもかかわらず、画素電極141全体の抵抗を低くすることができる。また、正孔注入層(又は正孔輸送層)140Aに対し十分に正孔を供給できるエネルギー準位にあるITOにより、透明電極141aを形成しているので、正孔注入層(又は正孔輸送層)140Aの機能を高めて発光層140Bによる発光特性を良好にすることができる。
すなわち、隔壁150の形成時において、隔壁150の上面に該隔壁150の形状に沿ってその中央部に凹部が形成されるようにレジストパターン(図示せず)を形成し、これを用いてエッチングすることにより、図7に示したように隔壁150上に凹部150aを形成する。そして、この凹部150a内に導電部151の材料をインクジェット法で塗布することにより、導電部151を形成する。
このようにして導電部151を形成すれば、導電材料が隔壁150上面から流れ落ちて隔壁150内に至り、画素電極141と導通してしまうといった不都合を防止することができる。
このようにして導電部151および隔壁150の形成を行えば、フォトリソグラフィー工程によってパターニングを行う場合に、このフォトリソグラフィー工程を隔壁形成と導電部の形成とでそれぞれに行うことなく、1度の工程ですませることができ、したがって工程の簡略化を図ることができる。
すなわち、第2の薄膜トランジスタ143上に層間絶縁膜(図示せず)を介して平坦化膜180を形成し、この平坦化膜180上に隔壁150および画素電極141を形成し、以下、図2(b)に示した例と同様にして、各構成要素を形成している。なお、図8(a)において符号182は平坦化膜180中に形成した中継電極である。
なお、図8(a)、(b)に示した例においても、画素電極141を陽極、対向電極154を陰極としてそれぞれ機能させてもよく、また、逆に、画素電極141を陰極、対向電極154を陽極としてそれぞれ機能させるように構成することもできる。その場合、先の例と同様に、正孔注入層(又は正孔輸送層)140Aについては、陽極として機能する電極側、すなわち対向電極側に設けることになる。
図9(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図9(a)において、500は携帯電話本体を示し、501は図1、図2、あるいは図8に示したディスプレイ(電気光学装置)を備えたEL表示部(表示手段)を示している。
図9(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図9(b)において、600は情報処理装置、601はキーボードなどの入力部、603は情報処理本体、602は前記の図1、図2、あるいは図8に示したディスプレイ(電気光学装置)を備えたEL表示部(表示手段)を示している。
図9(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図9(c)において、700は時計本体を示し、701は前記の図1、図2、あるいは図8に示したディスプレイ(電気光学装置)を備えたEL表示部(表示手段)を示している。
図9(a)〜(c)に示す電子機器は、前記ディスプレイ(電気光学装置)が備えられたものであるので、優れた表示品質が得られる表示手段を備えた電子機器となる。
なお、電子機器に用いられる電気光学装置については、特にその光出射側に例えば偏光板と(λ/4)板とからなる反射防止フィルムを設けるのが好ましく、このようにすれば、隔壁150上に形成した導電部151での反射に起因する表示性能の低下を防止することができる。
Claims (28)
- アクティブ素子を有する基体上に、絶縁性材料からなる隔壁により隔てられた複数の画素電極を備えたアクティブマトリクス基板であって、
前記隔壁上の前記画素電極とは絶縁された位置に導電材料が配置されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。 - 前記アクティブ素子が薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス基板。
- 前記導電材料がストライプ状あるいは格子状に形成されてなることを特徴とする請求項1又は2記載のアクティブマトリクス基板。
- 前記隔壁の上面に凹部が形成され、この凹部内に前記導電材料が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板。
- アクティブ素子の上方に平坦化膜が形成され、前記平坦化膜上に複数の画素電極が配置されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
- 請求項5に記載のアクティブマトリクス基板において、前記複数の画素電極は、絶縁性材料からなる隔壁により隔てられていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
- 請求項6に記載のアクティブマトリクス基板において、前記隔壁上に導電材料が配置されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板上に電気光学材料が配置されたことを特徴とする電気光学装置。
- 請求項5乃至7のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板上に有機エレクトロルミネッセンス材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子が配置され、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発した光が前記アクティブマトリクス基板とは反対側から取り出されることを特徴とする電気光学装置。
- アクティブ素子を有する基体上に、絶縁性材料からなる隔壁により隔てられた複数の画素電極と、前記画素電極上に配置された発光層を含む積層体と、前記積層体上に配置された対向電極と、を備えた電気光学装置であって、
前記隔壁上には、前記画素電極とは絶縁された導電部が配置され、該導電部は前記対向電極と接続されていることを特徴とする電気光学装置。 - 前記アクティブ素子が薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項10記載の電気光学装置。
- 前記導電部がストライプ状あるいは格子状に形成されてなることを特徴とする請求項10又は11記載の電気光学装置。
- 前記発光層は有機エレクトロルミネッセンス材料であることを特徴とする請求項10〜12のいずれかに記載の電気光学装置。
- 前記導電部の形成材料は、前記対向電極の形成材料より導電性が高い材料であることを特徴とする請求項10〜13のいずれかに記載の電気光学装置。
- 前記隔壁の上面に凹部が形成され、この凹部内に前記導電部が形成されてなることを特徴とする請求項10〜14のいずれかに記載の電気光学装置。
- 前記発光層の、前記画素電極と対向電極のうちの陽極として機能する電極側に、正孔注入層又は正孔輸送層が設けられてなることを特徴とする請求項10〜15のいずれかに記載の電気光学装置。
- 前記発光層からの光は対向電極側を経由して取り出されることを特徴とする請求項10〜16のいずれかに記載の電気光学装置。
- 前記画素電極がアクティブ素子上に配置されていることを特徴とする請求項17記載の電気光学装置。
- 前記アクティブ素子上に平坦化膜が形成され、この平坦化膜上に画素電極が配置されていることを特徴とする請求項18記載の電気光学装置。
- 前記発光層からの光は画素電極側を経由して取り出されることを特徴とする請求項10〜19のいずれかに記載の電気光学装置。
- 請求項10記載の電気光学装置を製造するに際し、
基体上に画素電極と画素間を隔てる隔壁と該隔壁上の導電部とを形成した後、前記隔壁により区画された領域に発光層を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 発光層の材料をインクジェット法で塗布することにより、前記発光層を形成することを特徴とする請求項21記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記隔壁の上面に凹部を形成し、この凹部内に導電部の材料をインクジェット法で塗布することにより、前記導電部を形成することを特徴とする請求項21又は22記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記隔壁の上面を親液処理するとともに側面を撥液処理しておき、液状に調製した導電部の材料に前記隔壁の上面部を浸して該隔壁の上面に導電材料を付着させ、その後この導電材料を硬化させて導電部とすることを特徴とする請求項21又は22記載の電気光学装置の製造方法。
- 隔壁と該隔壁上の導電部とを形成するに際して、隔壁形成材料を成膜し、次に該隔壁形成材料からなる膜の上に導電材料を成膜し、次いで導電材料からなる膜をパターニングして導電部を形成し、その後得られた導電部をマスクにして隔壁形成材料からなる膜をパターニングし、隔壁を形成することを特徴とする請求項21又は22記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記発光層となる位置に対して、前記画素電極と対向電極のうちの陽極として機能する電極側に、正孔注入層又は正孔輸送層の材料をインクジェット法で塗布することにより、正孔注入層又は正孔輸送層を形成することを特徴とする請求項21〜25のいずれかに記載の電気光学装置の製造方法。
- 請求項8〜20のいずかに記載の電気光学装置、あるいは請求項21〜26のいずれかに記載の製造方法によって得られた電気光学装置を用いてなる電子機器。
- 前記電気光学装置の光出射側に反射防止フィルムが設けられていることを特徴とする請求項27記載の電子機器。
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